Forschungstechniken und -methoden für Prostata-Organoide: Dreidimensionale (3D-)Kultur, Spin-down, Dimpled Parafilm und Fusionsmethode

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Sanghee Lee

University of California San Diego

Dr. Sanghee Lee erhielt ihren Doktortitel im Jahr 2015 aus der Abteilung für Urologie und dem Programm für Zell- und Molekularbiologie an der University of Wisconsin-Madison. Ihr Doktorvater war Dr. Wade Bushman, und sie beschrieb neuronale Wechselwirkungen zwischen Blase und Prostata sowie durch Prostataentzündung verursachte funktionelle Veränderungen in der Harnblase erwachsener Mäuse. Als Postdoktorandin untersuchte Dr. Lee neurogene Blasenfunktionsstörungen in einem murinen Modell der multiplen Sklerose im Labor von Dr. Anna Malykhina am University of Colorado Anschutz Medical Campus. 2017 trat Dr. Lee der University of California San Diego (UCSD) als erste Neuro-Urologie-Stipendiatin bei, mit einer gemeinsamen Zugehörigkeit zur UCSD-Abteilung für Urologie und dem Rady Children’s Hospital San Diego. Zu ihren wissenschaftlichen Betreuern gehören Dr. Christina Jamieson (PI), Dr. George Chiang, Dr. Yahir Santiago-Lastra, Dr. Todd Coleman und Dr. Tony Yaksh. Zu ihren aktuellen Forschungsinteressen zählen die Mechanismen von Metastasierung und Schmerz bei knöchernen metastasierenden Prostatakarzinomen.

Christina Jamieson

University of California San Diego

Dr. Jamieson ist eine translative Wissenschaftlerin in der Uro-Onkologie am Fachbereich Urologie der University of California, San Diego (UCSD). Sie erforscht die Ursachen von Knochenmetastasen und hat neue, aus Patientenproben abgeleitete Modelle etabliert, um neue Therapien zu testen und Patienten mit fortgeschrittenem, kastrationsresistentem Prostatakarzinom Hoffnung zu geben. Sie erwarb ihren Doktortitel in Molekularer Immunologie an der Brandeis University bei Dr. Ranjan Sen und wies nach, dass die Stimulation des T-Zell-Rezeptors (TCR) selbst die Aktivierung von NF-kB und NF-AT induziert. Für ihre postdoktorale Ausbildung wechselte Dr. Jamieson an die University of California, San Francisco (UCSF), zunächst in die Arbeitsgruppe von Dr. Dan R. Littman und anschließend zu Dr. Keith R. Yamamoto. Dort entdeckte sie Mechanismen der Signalüberkreuzung zwischen TCR und Glukokortikoiden, die das Überleben von T-Zell-Progenitoren regulieren und somit das Immunrepertoire prägen. Diese Signalwege können ebenfalls bei steroidhormonabhängigen Krebserkrankungen dysreguliert sein. Dr. Jamieson begann ihre Laufbahn als Assistant Professor an den Fachbereichen Urologie und Humangenetik der UCLA, um Widerstandsmechanismen gegenüber steroidhormonbasierter Therapie bei Krebserkrankungen zu untersuchen, und wechselte anschließend nach UCSD, um sich darauf zu konzentrieren, wie die Therapieresistenz beim knöchernen metastasierenden Prostatakarzinom mithilfe patientenbasierter Modelle und neuer Therapieansätze überwunden werden kann.

Collection Overview

Organoiden sind dreidimensionale (3D) Zellstrukturen ex vivo, von denen angenommen wird, dass sie die in-vivo-Bedingungen der Zellviabilität und der Reaktion auf therapeutische Wirkstoffe nachbilden und aufrechterhalten. Matrigel oder Kollagen wurden als extrazelluläre Matrix verwendet, um patientenabgeleiteten Zellen die Bildung von 3D-Organoiden einschließlich zystenähnlicher Strukturen und Sphäroiden zu ermöglichen. Kultivierte 3D-Organoiden gelten als hervorragende Modelle, um die Mechanismen der Tumorentstehung zu verstehen und die Wirkungen von Antikrebsmitteln zu bestimmen. Daher wurden Methoden für eine Vielzahl von Krebserkrankungen wie Gehirn-, Brust-, Lungen- und Prostatakrebs sowie andere entwickelt. Die Prostata ist jedoch insofern etwas einzigartig, als die derzeitigen Methoden zur Kultivierung von Organoiden eine geringere Erfolgsrate aufweisen als bei anderen Krebsarten. Die Schwierigkeiten bei der Etablierung von Prostata-Organoid-Kulturen könnten teilweise auf die tumorigene Heterogenität zurückzuführen sein. Die meisten Prostata-Organoiden stammen von patientenabgeleiteten Xenotransplantaten (PDXs) ab und sind genomisch repräsentativ für den Prostatakrebs des jeweiligen Patienten. Daher sind PDX-Organoide von unschätzbarem Wert für die Untersuchung der downstream-Signalwege von Zielmolekülen und der Wirkungen von Anti-Krebs-Behandlungen. Mehrere Arbeitsgruppen haben modifizierte Protokolle entwickelt, die auf ihre jeweiligen experimentellen Zielsetzungen optimiert sind. Das Ziel dieser Sammlung ist es, (1) mehrere Beispiele optimierter Kulturbedingungen für patientenabgeleitete 3D-Prostatakrebs-Organoiden bereitzustellen, (2) Nachfolgemethoden für Einzelzellanalysen wie RNA-FISH und Durchflusszytometrie vorzustellen, (3) akribische Details der immunhistochemischen (IHC)/immunfluoreszenten (IF) Technik spezifisch für Organoiden zu teilen und (4) differenzielle Kriterien zur Beurteilung der Wirkungen von Wirkstoffbehandlungen auf Organoiden bereitzustellen.